Internationellt samarbete i över ett decennium

För sjunde gången möttes svenska och japanska forskare i en bionano workshop. Sedan 2000 har SSF finansierat ett internationellt samarbete mellan svenska och japanska forskare i syfte att öka samarbetet länderna emellan och utbyta resultat och metoder.

Framtidens medicin, glöm långa väntelistor för organtransplantationer

Kan man bygga organ på samma sätt som byggklossar? Det är framtidens melodi enligt Shoji Takeuchi, Associate professor vid Tokyo universitet. Han arbetar med hydrogel, ett material som tillåter att formas, är biokompatibelt och har förmågan att bli kemiskt modifierat. Just dessa egenskaper gör hydrogel till ett utmärkt material att jobba med inom många områden för biomedicinska tillämpningar. Ett av dessa är forskning och utveckling av metoder att konstruera konstgjord vävnad i 3D.

− Jag utvecklar metoder för att konstruera konstgjord vävnad i 3D. Jag bygger vävnaden lite som legobitar och använder hexagonala hydrogelbaserade celler såsom mikrokulor och mikrofibrer, säger Shoji Takeuchi.

Bottom-up metoden

Takeuchi har utvecklat en metod i vävnadskonstruktion som kallas ”Bottom-up”, som använder cellbaserade kollagenkulor för att skapa en tjock och kompakt 3D-struktur. Hitintills har man lyckats göra en komplicerad millistruktur. Detta gjordes med kollagen-cellkulor som placerats i en 3D-kammare, som en sockerkaksform, och inkuberats. Cellerna i strukturen överlevde i ett dygn, sedan började cellerna längst in i strukturen att dö av näringsbrist eftersom näring inte nådde fram igenom den täta strukturen. För att gå vidare i forskningen måste man nu hitta en metod där näringen når fram till cellerna längst in i strukturen, avslutar Shoji Takeuchi.  

Encellig organism detekterar enskild cancercell i blodprov

Glöm smärtsamma biopsier och långa väntetider. Med en ny metod kan ett enkelt blodprov visa om patienten har cirkulerande cancerceller i kroppen.

− Cancer är en av de vanligaste sjukdomarna idag, och vi har hittat ett sett att diagnostisera metastascancer tidigt med ett litet blodprov och Euglena, berättar Yoshinobu Baba, professor i kemi och verksam vid Nagoya University, Japan.

Cancerceller från en primärtumör tränger in i blodkärlen och transporteras runt med blodet i kroppen, tränger ut och bildar nya tumörer runt om i kroppen, så kallade metastaser.

Det är cellerna till de blivande metastaserna forskarna nu kan hitta med hjälp av Euglena, en liten mikrob som bor i dammar. Det som gör Euglena så speciell är att den har kloroplaster, vilket möjliggör fotosyntes, men den kan likaså tillgodogöra sig energi som en vanlig organism genom att äta organiska föreningar i mörk omgivning när den inte kan fotosyntetisera. Den har en flagell som den vispar runt för att ta sig fram.

Antikropp och ljus krävs för detektion

Dessa specifika egenskaper utnyttjas då man kopplar en antikropp på mikroben som känner igen de cirkulerande tumörcellerna (CTC), som placerats i ett chip med två mikrokammare och en tunnel sinsemellan.

I ena kammaren placeras ett blodprov där det finns cirka 5 miljarder röda, 4 miljoner vita blodkroppar och en enda cancer cell för att motsvara mängden CTC i ett blodprov hos en patient i vanliga fall.

Euglena med antikroppen kopplad till sig hittar den enda cancercellen i provet. När det skett riktas en lampa mot kammaren med provet i, då flyr mikroben ljuset igenom tunneln till den andra mikrokammaren. När man fått mikroben till den andra kammaren kopplas CTC bort för vidare analys av dess DNA för att säkerställa att det är just en cancercell. Man utvecklar nu en teknik att koppla mikrokammaren direkt till en så kallad nano-por som ska kunna sekvensera cancercellens DNA direkt för att bekräfta om det är en metastas-cell.

Isolering av membranbundna protein, viktig för utveckling av framtida läkemedel

Idag finns polymerbaserade material för att kunna isolera vattenlösliga biomolekyler. Trots dagens teknik finns ingen metod för att kunna isolera membranprotein och samtidigt behålla proteinets struktur och funktion. Förståelse av membranbundna protein anses vara den mest centrala flaskhalsen inom biomedicin då majoriteten av dagens läkemedel riktar sig just mot dessa menar Fredrik Höök, professor vid Chalmers.

Målet med forskningen är att utveckla material och metoder för att kunna isolera, identifiera och undersöka olika membranbundna proteiners funktion utan att använda detergenter som förstör proteinerna. Detta ger förhoppning om utveckling av nya läkemedel och förståelse för funktionen hos enskilda membranbundna protein och dess interaktioner.

 

Text: Hanna Sörensen
Filmer: Karin Nordin
Foto: Eva Regårdh